城市街道空间光环境设计研究

姜巍 宋海宏

摘要：城市街道照明可划分为功能性和景观性照明。其中，功能性照明是要保证交通安全、加强交通引导、提高舒适度和可见度，功能性照明是街道光环境的基础。景观性照明是通过两侧建筑照明设计以及街道灯具色彩、形式等因素，提升街道空间的整体品质。本文提出街道整体夜景风格和亮度、照度、以及灯具选型等建议，对下阶段城市街道空间灯光设计提供指导。

关键词：功能性照明、景观性照明、整体品质、建筑风格、指导

引言：

城市照明和城市景观存在密切关系，对城市夜间的形象有直接决定作用。城市的景观正是由一条条街道组合而成，街道照片应根据城市自然条件、功能定位、发展方向等作为基础，充分挖掘城市景观特色，打造城市夜间形象。街道为城市功能实现提供支持，可满足民众的购物、休闲、游憩各方面需求。街道照明规划应以构成夜景的空间要素为基础，例如公共空间、商业街区、地标建筑、当地特色。美国建筑设计专家林奇在城市形态设计时，引入了认知地图概念，且在大量研究基础上发现城市空间结构并非单纯表现为客观性的，而是要凭人的主管感受来判定。

城市夜景照明规设计过程中应该依据一定的原则和规范：整体性、层次感、突出重点。在目前的经济社会发展形势下，民众对城市夜间照明也提出更高的要求。这样就需要对照明系统进行优化设计，提高城市的形象，和环境良好的融合。街道边界景观有利于改善街道形象，对街道活力也有一定影响作用。本文探索功能性照明与景观性照明对街道空间光环境的影响，进而优化街道空间中照明系统与绿化系统之间的关系，为街道空间光环境提出科学依据。

1 街道光环境的设计要求

照明设计阶段应考虑：功能性、艺术性、经济性。因而进行这方面设计时，应该在一定综合分析基础上控制适宜的照度。照度设计基本要求为：

①亮度均匀，路面不出现光斑。

②控制眩光，不应该出现直接、反射眩光现象。

③良好的视觉诱导性。

④良好的光源光色及显色性。

⑤节约电能。

⑥便于维修检查及管理。

⑦与景观的协调。

照度常用作衡量道路照明效果的指标之一，用于表明物体表面被照明程度的强弱。不同高度与冠幅的不同种类行道树与路灯搭配使用时，照度测量为四角布点法和中心布点法。对光源的遮蔽度是不同的从而影响所在路段的道路表面照度，对城市夜间道路行车造成一定的安全隐患。亮度是人对光的强度的感受，亮度测量也是衡量城市道路照明效果的重要指标之一。不同光源照射到不同物体表面所达到的亮度是不一样的。行道树对于路灯不同程度的遮挡也会导致道路的亮度产生差异。亮度的评价指标包括平均亮度、亮度总均匀度和亮度纵向均匀度。

对街道中的不同节点、标志物和背景的融合关系进行分析，对比研究其在夜空间特点、结构相关情况，给出应该优化的目标。确定街道夜间整体轮廓线和空间结构控制以及点、线、面等夜景构成的具体设计要求。

1.1常规城市基本照明方式

在这方面设计时需要具体分析道路和场所特征以及照明相关情况，常规照明灯具在布置时可选择的模式包括单侧、双侧交错布置、双侧和中心对称布置等形式，然后对这些形式根据情况进行组合。随着对照明方式的研究，需要对照明标准及设计中会遇到的问题进行探究：

①道路照明标准：当道路照度不超过0.5lx情况下，对应的视觉感受速度差异很弱，照度增加到2lx～3lx情况下则会感觉到显著改变。增加到8～10lx后，继续增加则不会感觉到明显改变。因此，照度不宜过小或过大，选择合适的照度可以给人更好的感受。

②道路照明中的问题：灯具选择不匹配，灯具的灯光如果不能形成配合，会使灯光分布不均匀。照明设计中还经常采用提高灯杆高度的方法来调整灯光，造成了灯光的浪费。

③照明灯具的研究和设计：根据研究发现，最有效的灯光是进入人们眼球的光线。这就需要对灯具进行优化设计，改善其光利用率，也为实现节能目标提供支持。

④光环境智慧模式：在目前的电子技术迅速发展形势下，智慧照明技术开始出现，且在城市照明领域受到关注。这种技术可基于环境光线以及人们的需求情况提供适时适度照明，这样在充分满足照明需求基础上，也实习节能目标。在应用过程中主要是基于传感器采集环境变化信息，然后进行统计分析根据智能决策系统进行优化控制。

目前具有代表性的研究有：卢茜针对行道树进行研究，分析了各季节条件下行道树对LED照明影响情况，根据所得结果优化了照明方案。王旭东探索道路照明与行道树两者之间的关系及影响，分析比较了行道树对照明设施的影响以及照明设施对行道树生理形态的影响。白学平具体分析了城市道路照明相关情况，然后对采集的数据进行统计分析，提出了优化的照明设计方案，进行实证分析结果表明这样可以美化环境，同时也提升了城市景观效果，表现出较高的应用价值。在城市建设中需要重点考虑到的因素之一为标识导向系统，其可以为人民在空间的定位以及交通出行提供支持。

1.2功能性照明设计原则及要点

照明灯具自身具有白天和夜晚双重景观作用，灯具的光学功能发挥在夜间，起照亮夜间街道的作用，而白天只是灯具及灯杆进入人的视野，其材质、色彩相关的因素会对整体的视觉感受效果产生很明显影响。城市景观和灯杆色彩也存在相关性，如果其色彩的亮度和色调较高，给街道增添明快、繁华的气氛，但容易造成街道景观混乱、主次不分的视觉效果，因此往往采用低明度、低色调的色彩，这样可促进夜景观整体的协调。综合以上研究发现，街道空间光环境设计应满足以下几点：

①光照水平：在设计光照水平时，需要考虑到不幸位置，行人流量相关因素进行优化，然后确定出适宜的光照方案。不管是哪类步行空间，路面良好的可见度是最基本的要求，但也要注意路面的照明不應干扰环境的视觉中心。要提高人们的安全感，仅仅增加路面的亮度是无效的，最重要的是将环境照亮。

②定向引导照明：有韵律感的照明对于休闲街道步行空间是一种理想的照明方式，韵律照明常采用1～1.2m高的矮柱和埋地灯来实现。

③考虑路面材质：街道景观的路面也对景观有重要影响，因而应该选择适宜的铺装材料，从而提高整体景观感知性。最简洁的路面是使用高反射率的材料进行整体铺装，如混凝土路面。

④照明规划设计：街道步行照明的基本目标是安全性、安全感和景观美学。基于步行空间功能特征进行选择，满足相应的舒适性要求。

⑤智慧照明：应该确保光传感器在一定频域有较高量子效 率，可快速响应，线性度高，长时间稳定运行。目前在此研究领域数据挖掘技术开始获得应用，可通过这种方法进行分析确定出数据的本质关联特征，数据分析的速度也会明显提高。目前在城市景观设计中，道路智慧照明系统的应用比例不断提高，根据相关资料可知这种系统的主要组成单元为智慧路灯和智能控制技术。

利用智慧技术，建设城市道路智慧照明系统，是当今城市道路照明发展的必然趋势。城市道路智慧照明系统是由智慧路灯和光环境智慧模式组成的一个大系统。光环境智慧模式是具有智能感测、通讯、计算、判断、调光等功能的光环境系统，该系统能迅速、精准、动态地解决道路照明问题。

城市智慧照明就是根据感测到的海量数据，利用适宜的云计算服务平台，挖掘出少量有用的信息，作出正确判断，并进行智能决策，联动照明系统，达到利用光源照亮特定场所的目的，即把适宜的光量和光色照射到需要的场所，创造出良好的可见度和舒适的光环境，使城市道路满 足安全快速通行的需求并做到节能最大化。

在照明设施密度与行人步行行为的简单分析中可以得知，照明设施密度对畅通性、舒适性、整体满意度存在相关关系。

2 街道照明景观照明设计

城市街道景观，是指街道以及街道家具之间排列组合而形成的视觉关系及社会内容。主要包括：周围的建筑、道路的绿化、沿街的标识。街道的边界景观可以起到一定背景作用，同时也有利于提升街道总体效果和活力。根据绿化植被、环境雕塑小品、环境设施等景观元素，或根据建筑功能形态与结构，采用恰当的照明方式，合理搭配光色，对街道空间进行夜间表现。

2.1 街道照明景观设计要素

这种景观可总体上划分为动态和静态景观两方面，其中静态景观可进一步划分为自然和人工景观两方面，这些都会从不同角度影响到街道的风格。

①整体与布局、局部与个体：在进行规划设计时，需要同时满足局部和总体要求。

②艺术表现：景观照明艺术需要从光影和照明要求上进行设计，构思灯光艺术效果，丰富景观层次。

③景观照明与绿化：协调好景观中的主次关系，弱化景观中的不足之处，照明景观与绿化直接应互相依托。

④设计方案与实际应用：引入新技术进行照明优化，这样可以提高总体安全性。

视觉的体验也和城市夜景存在密切关系，其和民众的景观感受有直接影响，因而应该进行针对性设计。人工景观主要包括铺地、苗木、景观小品等各方面因素。在照明景观控制过程中需要适当的调节光源，满足交通照明相关要求，对比分析可知在夜间照明景观的作用更显著。

照明系统与景观系统各司其职，相辅相成。通过对植物的分析，可以使街道空间的光环境更好的展现在人们面前。只有处理好二者直接的关系，才能营造美观生态的街道光环境空间。

2.2 绿化景观性照明

街道绿化能够对步行行为带来更大的影响，街道绿化空间为人们的社会活动提供了良好的环境。街道绿化对提高局部区域生态环境有重要意义，同时还可以改善城市景观、提高空气质量。空间环境的主要要素之一为植物。绿化景观照明是对植物、花卉进行照明，从而起到展示的效果。研究植物的类别、形状、质感，可以深刻的理解景观中植物之间的关系，更好的衬托街道夜景。

（一）绿化照明设计要点：

①光的投射方向：不同的光照射模式会对植物的外观产生不同的影响。

②灯具的安装：这就需要分析光源和植物空间相关性，对二者间距进行适当的调节，以此来提升层次性。

③光的数量：设计者应重视光源的数量，考虑植物的反射性能，保護植物不受损害。

（二）绿植的选择：

①乔木的选择：主要是分析生态和景观效果;合理搭配常绿树和落叶树;对自然界的群落结构进行模拟，确保景观生态可以长期维持;对当地植物进行归类，适当引进外来物种。

②灌木的选择：满足空间要求;形态良好;生存能力强，便于管理;季相分明，外态丰富。

③地被植物的选择：应选择病虫害少，污染少的种类。

④花卉的选择：应选择花期较长，品种应抗旱抗逆。主要用于重要景观布置。

⑤行道树的选择：主要是基于街道特征，选择主要的树种，其此确定出适宜的辅助树种。应选用生长迅速、主干端直、树冠整齐、抗病害能力强、来源丰富、移植容易、叶色有季相变换的树种。

良好的搭配有利于丰富景观内容，提高人穿行其中的感受效果。对于焦点位置的植物来说，照明装置应环绕设置，并提高亮度，当植物起过度作用的时候，灯光不宜太亮。街道景观设计要引进对比理念，可借助景观的高低凸显景观设计的层次感，还可以借助景观进退关联与明暗关联，构建生动化的街道景观。柔和均匀的光线，街道空间效果可以达到最大化。随着居民对美好生活、品质生活的向往，街道作为公共空间的魅力日益显现，街道空间光环境设计应与时俱进，注重理念创新、模式创新、技术创新。

3 结语与讨论

本文简要分析了街道空间光环境的相关性。通过上述结果与分析结果总结得出：照明方式、光照强度、绿植景观等问题是决定街道空间光环境设计的重要因素。街道空间设计过程中应该对各方面影响因素进行综合分析，同步的开展景观照明与建筑设，且优化协调建筑与环境的关系。街道光环境设计应以城市总体规划为依据，逐步转向绿色照明，控制光污染、减少照明的能耗。在设计应用中不断完善和创新、适当应用新技术和科学管理，最终推动城市街道空间的发展。

参考文献

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